1. Home
2. Diamonds
3. Modelling
4. How to model a thermal break

How to model a thermal break

ENNL

(Balconies with thermal breaks – source: Plaka)

A thermal break is a reinforcement system with the main function of eliminating thermal bridges caused by structure elements overhanging reinforced concrete structures (balconies, cornices, canopies, etc.).

To design thermal breaks, manufacturers usually request the moment and shear force at the break. So what should you model and which internal forces should you give to the manufacturer?

• As seen on the image aboven, the reinforcement is not continuous over the total length of the balcony. But in a pre-design, we make an abstraction of this. We assume that the thermal break has the same propeties over the entire length of the balcony.
• The reinforcement present in the thermal break, is drawn on the Diamonds model below. This reinforcement ensures that moment Mxx ( = moment about the local z’-axis = orange arrows) can be transferred.

Note: determining which forces can (or cannot) be transferred can only be done correctly by making the local coordinate system of the plates visible!
• Select the thermal break together with the plate and click on  .
• The orange arrows (two images above), have the same orientation as the moment framed in red:
The red framed moment represents Mxx.
• If we then assume that the other moments cannot be transferred, then the two moments at the bottom must be unchecked:
• If we then assume that only the out-of-plane shear can be transmitted, then the normal force and in-plane shear must also be unchecked:
• If the manufacturer then asks what force is present in the thermal break, you draw a cut line over the entire length of the thermal break and request the average value for Mxx and Vx (= the shear force in a plane perpendicular to the x’ axis).

If you also want to assess the cracked deflection of the balcony, you must request the rotational capacity of the thermal break from the manufacturer (the 1kNm/rad/m in the printscreen below is an arbitrary value).

(Balkons met thermische onderbrekingen – bron: Plaka)

Een thermische onderbreking is een wapeningssysteem met als hoofdfunctie het elimineren van koudebruggen veroorzaakt door structuurelementen die over gewapende betonconstructies hangen (zoals balkons, kroonlijsten, luifels, …).

Voor het dimensioneren van de thermische onderbrekingen, vragen de producenten meestal het moment en de dwarskracht ter hoogte van de onderbreking op. Wat moet je dan modelleren en welke krachtswerking moet je doorgeven aan de producent?

• Zoals te zien of bovenstaande afbeelding, loopt de wapening niet door over de volledige lengte van het balkon. Maar in een voorontwerp, maken we daar abstractie van. We veronderstellen dat de thermische onderbreking dezelfde eigenschappen heeft over de volledige lengte van het balkon.
• De wapening die in de thermische onderbreking zit, werd op ontstaand Diamonds model getekend. Die wapening zorgt ervoor dat moment Mxx (= moment om de lokale z’-as = oranje pijlen) overgedragen kan worden.
• Selecteer de thermische onderbreking samen met de plaat en klik op .
• De oranje pijlen in 2 figuren hierboven, hebben deze oriëntatie als het rood omkaderde moment:
Dus het rood omkaderde moment stelt Mxx voor.
• Als we er dan vanuit gaan dat de andere momenten niet overgedragen kunnen worden, dan moeten de onderste 2 uitgevinkt worden:
• Als we dan ook aannemen dat enkel de dwarskracht nog kan doorgegeven worden, dan moeten de normaalkracht en schuifkracht ook uitgevinkt worden:
• Als de producent dan vraagt welke krachtswerking aanwezig is, dan teken je een snedelijn over de volledige lengte van de thermische onderbreking en vraag je de gemiddelde waarde voor Mxx en Vx (= de dwarskracht in een vlakje loodrecht op de x’-as) op.

Wil je dan ook de gescheurde doorbuiging van het balkon nog beoordelen, dan moet je de rotatiecapaciteit van de thermische onderbreking opvragen bij de producent (de 1kNm/rad/m in onderstaande printscreen is een willekeurige waarde).

Opmerking: het bepalen van welke krachtswerking wel/niet overgedragen kan worden of welke krachtswerking doorgespeeld moet worden aan de product is dus afhankelijk van de oriëntatie van het lokaal assenstelsel van de platen. De correcte modellering/ gegevens doorspelen kan dus enkel door het lokaal assenstelsel van de platen zichtbaar te zetten!